Česká laboratoř pro elektronický šum

Vedoucí laboratoře: Prof. RNDr. Ing. Josef Šikula, DrSc.
Umístění: Technická 8, místnost 512

Ústavy fyziky FEKT a FAST Vysokého učení technického v Brně jsou od roku 1995 zapojeny do evropské sítě výzkumných pracovišť pro studium a aplikace fluktuačních procesů v pevných látkách. V rámci projektu PECO-ELEN ”European Laboratory for Electronic Noise”, jehož řešitelem byl prof. Josef Šikula, byla na Vysokém učení technickém v Brně (VUT)ustavena Česká laboratoř pro elektronický šum. Vědecká rada VUT dala dne 6. 12. 1996 souhlas se založením ”Sdružení pro šumovou diagnostiku v elektronice – Czech Noise Research Laboratory”.

Česká laboratoř pro elektronický šum je orientována na výzkum nových způsobů a metod zjišťování spolehlivosti a odhadu životnosti součástek pro elektroniku. Navazuje ve své činnosti na práce v této oblasti, prováděné více než dvacet let skupinou na VUT v Brně, která v rámci státního plánu základního výzkumu řešila problematiku stochastických jevů v polovodičích.

Výzkum, v současnosti prováděný převážně v rámci grantů Evropského společenství a České grantové agentury, je zaměřen na stanovení korelace mezi šumovými charakteristikami a spolehlivostí jednotlivých součástek a zařízení. Požadovaným cílem je určení možných indikátorů spolehlivosti a vypracování rychlých, citlivých a přesných postupů pro její určování. Studium souvislostí mezi generovaným šumem a  spolehlivostí součástky se zaměřilo na několik hlavních polovodičových a dielektrických struktur. Jedná se o struktury s přechodem PN (výkonové diody, elektroluminiscenční diody a solární články), struktury MOS (tranzistory MOSFET) a tenké vodivé a dielektrické vrstvy (rezistory a kondenzátory, izolanty). V rámci Laboratoře byla uzavřena spolupráce s japonskými univerzitami MEISEI University, Yamanashi Universty a University of Tokyo, dále s University of Florida v Gainesville a University of Missouri v St. Louis v USA a s Technickou universitou v Gdaňsku (Polsko). V rámci spolupráce se otevřela možnost využití jejich unikátních technologických zařízení k provádění experimentů. Tuto možnost využil Doc. Jan Pavelka v průběhu tříletého pobytu na MEISEI University v Tokiu a Dr. Petr Sedlák po dobu dvouleté stáže na University of Tokyo.

Pracovníci Laboratoře z řad učitelů Vysokého učení technického v Brně jsou členy programových a organizačních výborů evropských organizací, spolupracovníky redakcí odborných časopisů a přednášejí v zahraničních institucích. Na činnosti Laboratoře se podílejí doktorandi Fakulty elektroniky a komunikačních technologií v oboru “Fyzikální elektronika a nanotechnologie“.

Vedle výzkumu zaměřeného na studium elektronického šumu jsou v Laboratoři rozvíjeny i další metody a postupy pro nedestruktivní testování elektronických součástek a materiálů. Spolehlivost elektronických součástek je ovlivněna především poruchami, jež jsou důsledkem poškození struktury materiálu v průběhu výrobního procesu nebo během provozu součástky. V uplynulých čtyřech desetiletích směřují snahy mnoha výzkumných týmů k vyhledání nedestruktivních metod vhodných k vyhodnocení kvality a spolehlivosti obsáhlých výrobních souborů. Jako nejslibnější metody nedestruktivního testování se jeví ty, jež analyzují parametry transportu nábojů ve struktuře vzorku. Tyto metody jsou založeny na měření VA charakteristik, jejich nelinearity, na již zmíněné šumové spektroskopii a elektro-ultrazvukové spektroskopii. Další metoda využitelná k vyhodnocení kvality je založena na měření rozložení potenciálu na povrchu vzorku. Za podrobnější zmínku stojí zejména elektro-ultrazvuková spektroskopie a měření rozložení potenciálu na povrchu vzorků – dvě měřící metody navržené a rozpracované naší Laboratoří.

  • Elektro-ultrazvuková spektroskopie (Elektro-ultrazvuková spektroskopie (EUS) je zcela nová metoda navržená pro testování materiálů a součástek. Je založena na interakci vodivostních elektronů s monochromatickými fonony vybuzenými ultrazvukovou vlnou. )

  • Měření elektronického šumu

  • Měření transportních charakteristik kondenzátorů 

  • Měření rozložení potenciálu na povrchu vzorků (Další metoda, kterou jsme zavedli v naší Laboratoři pro vyhodnocení kvality součástek, je měření rozložení potenciálu na povrchu vzorku. K měření slouží přístroj DISPOT® (viz. obr. 4), navržený a zkonstruovaný v naší laboratoři. Z těchto měření lze vyhodnotit vrstvový odpor a odpor vytvořený na rozhraní dvou materiálů.) 

Fotogalerie z laboratoře

         

     

Partneři, projekty

© 2016 Ústav fyziky

System: Pavel Koktavý, Design: Martin Kopecký